人类对色彩的感知是什么样的,存在未知的颜色吗?
在自然界中,光的本质就是电磁波,人类能看见的可见光只是电磁波中极小的一部分波段,现实中颜色本不存在,它只是人类思维活动的产物,只存在于意识当中。
光学
人类对光的研究有很长的历史,第一个认知突破来自于牛顿,牛顿首先发现三棱镜可以把太阳光分解为七种颜色,开启了现代光学研究之路。
在1800年,英国科学家威廉?赫歇尔在研究不同颜色光的性质时,意外地发现红光外侧还存在一种肉眼看不见的光,也就是红外线;1864年,麦克斯韦建立电磁学理论,从理论上预言了电磁波的存在,并认为可见光就是电磁波的一部分,只是频率和波长的不同而已。
于是不同颜色的光,对应着电磁波中的不同波长,可见光波长范围在380nm~760nm之间,波长由长到短依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。
颜色感知
生物要想看到颜色,就需要对电磁波有感知能力,于是生物进化出了重要的器官眼睛,外界光线经过折射后投影到视网膜上。
人类视网膜上有视杆细胞和视锥细胞,其中视杆细胞对光的强度很灵敏,对颜色不灵敏;而视锥细胞又有三种,分别对红、绿、蓝三种颜色的光灵敏;当视觉细胞接受到外界光源的刺激时,就会把信号传递给大脑,大脑根据不同细胞的刺激情况分析出看到物体的信息。
人类的三种视锥细胞,对不同波长的光有着不同的灵敏度,当然也有相互重叠的部分,在紫光附近基本上只有蓝视锥细胞能微弱感知,这也是大部分人对紫光不太敏感的原因。
从光的本质上说,电磁波本没有颜色这个属性,只有波长和频率之分,只是人类大脑处理视锥细胞接收到的信息时,把不同的波长信号进行划分,从而得到七种基本颜色,可以说?颜色?只是人类思维活动的产物。
视觉缺陷
明白了人类对颜色的感知原理后,我们就能解释一些特殊情况,比如有些人可能存在色盲或者色弱,那是因为在他们的视网膜中,某种视锥细胞感光过于灵敏、或者感光不足、甚至是无法感光。
比如红绿视觉缺陷属于X染色体上的隐性遗传,占我国男性人口的8%,女性占0.5%,对于红绿色弱者,他们的红视锥细胞和绿视锥细胞对光的感知就存在异常,使得大脑接收到的信息存在偏差,无法得到准确的颜色信息,实际上我们所说的准确颜色信息,也只是基于绝大部分人的颜色认知制定的标准。
对于红色盲来说,他们的红视锥细胞完全丧失感知功能,艾伯菌认识一位朋友,这位朋友就属于红色盲,在他眼里红色就是黑色,他甚至无法准确读出红色对联上的黑字。
未知颜色
对于不同的生物,甚至连视觉细胞也存在不同,很多哺乳动物只有两种视锥细胞,比如狗就只有两种视锥细胞,对人类来说狗就是色盲。
很多鸟类拥有四种视锥细胞,对它们来说,看到的色彩比人类丰富很多,蜜蜂和蝴蝶的视锥细胞,甚至可以看到紫外线,而大家喜欢吃的皮皮虾,竟然拥有多达16种视锥细胞,人类很难想象在皮皮虾眼里的世界是什么样的。
这些动物看到的色彩远比人类丰富,本质上光是电磁波,虽然某些动物能看到人类看不见的红外线和紫外线,但是颜色对应的就是波长,超出可见光的波长对人类来说就是一个波长数字而已,在人类的认知里面并没有对应的颜色,所以不能说是人类未发现的颜色。
实际当中,视杆细胞对光强的感知信号,还会融入颜色信息当中,但是这个信息并不反映光的颜色,比如在夜间时,视杆细胞就能发挥很大的作用。
我们假设一个人,他从小就在没有红色的屋子里生活,而且他的红视锥细胞没有退化的话,直到某一天他走出房间看到五彩斑斓的世界,一定会觉得非常惊讶。
实际上,美国科学家就发明了一种?色盲眼镜?,这种眼镜可以让部分视觉异常的人,看到以前他从未看到过的颜色,比如一位名叫Jim的男子,从小无法分辨红色和绿色,在他眼里世界就是橘黄色的,色盲眼镜过滤掉那些让大脑产生误判的光,让大脑能准确读出物体的颜色信息;但是色盲眼镜并非万能的,本质上应该叫色弱眼镜,只能针对部分色弱以及部分颜色起校正作用。
要从根本上治疗视觉缺陷,也许只能依靠基因研究,若人类能纠正X染色体上的视觉基因缺陷,就能让这个家族的人从根本上摆脱视觉缺陷。